專利名稱：一種確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于集成電路制造工藝中的確定集成電路制造工藝中掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法。
背景技術(shù)：
光刻工藝是集成電路制造中最為重要的工藝步驟之一，主要作用是將掩膜版上的圖形復(fù)制到硅片上，為下一步進行刻蝕或者離子注入工序做好準備。光刻的成本約為整個硅片制造工藝的40%，耗費時間約占整個硅片工藝的40 60%。因此，提高光刻的效果能有效降低硅片制造的成本。通過計算機模擬和優(yōu)化技術(shù)提高光刻工藝的性能，是一種可靠的辦法，這其中涉及到很多確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的計算方法。目前，計算掩膜版成像光照強度分布的方法主要有(1)利用Abbe模型計算掩膜版成像光照強度分布。(2)利用SOCS模型計算掩膜版成像光照強度分布。然而，方法(1)涉及到大量的大規(guī)模卷積運算，計算耗時長，效率低。方法(2)相比方法(1)，減少了部分計算時間，但仍涉及大規(guī)模卷積運算，耗時較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法，用于集成電路制造工藝中；該方法效率高并且計算誤差小。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法，其特征在于，包含以下步驟(1)用像素點矩陣m表示掩膜版圖形，所述矩陣m的元素對應(yīng)于所述掩膜版圖形中的像素點，各個所述元素的元素值對應(yīng)于所述像素點的透光特性，所述矩陣m的行數(shù)和列數(shù)均為N ；(2)用矩陣Γ表示光刻工藝采用光源的光照強度分布，所述矩陣Γ的元素對應(yīng)于所述光源中的像素點，所述矩陣Γ各個元素的元素值對應(yīng)于該像素點的光照強度；獲取光刻系統(tǒng)所能夠承受的最大光照強度rmax，并將所述矩陣Γ中每一個元素值都除以rmax， 得到矩陣Y；(3)利用所述矩陣Y，計算得到所述光刻系統(tǒng)的成像核及其系數(shù)，所述成像核用一組矩陣Hk，k = 1，2，……，1，該矩陣Hk相應(yīng)的一組系數(shù)為μ k，k= 1，2，……，1，1為成像核個數(shù)；(4)對所述像素點矩陣m做粗像素轉(zhuǎn)換，即計算出四個小規(guī)模粗像素矩陣mQ、Hi1, 1112、1113，其計算方法具體包括(4-1)確定粗像素轉(zhuǎn)換的比例P，P取2至10之間的正整數(shù)；(4-2)構(gòu)造四個基矩陣 W。、W!、W2、W3 (4-2-1)構(gòu)造Wtl 構(gòu)造一個矩陣&，其行數(shù)和列數(shù)均為P，其中每個元素皆取為1，
4然后將所述矩陣&單位化即得到矩陣Wtl ；所述單位化為將原矩陣中每個元素都平方并相加，將得到的和再開方，將所述原矩陣中每個元素除以所述開方的結(jié)果，得到新矩陣；(4-2-2)構(gòu)造W1 構(gòu)造一個矩陣S1，其行數(shù)和列數(shù)均為P，其中從第1行至第P行的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一行的元素取值相同；然后將所述矩陣S1單位化即得到矩陣W1;(4-2-2)構(gòu)造W2 構(gòu)造一個矩陣&，其行數(shù)和列數(shù)為P，其中從第1列至第P列的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一列的元素取值相同；然后將所述矩陣&單位化即得到W2 ；(4-2-3)構(gòu)造W3 將W1和W2的同位置元素相乘，得到矩陣& ；然后將所述矩陣& 單位化即得到W3;(4-3)計算矩陣叫、Hipn^m3，具體計算方法如下構(gòu)造一個行數(shù)和列數(shù)為N。的矩陣IV其中Nc等于N/P;將所述步驟(1)的矩陣m從左至右、從上至下依次劃分成 #^個子矩陣，子矩陣的行數(shù)和列數(shù)皆為P ；每個子矩陣的元素，都與所述矩陣Wtl同位置元素相乘， 并將各元素相乘結(jié)果累加；將所述各個子矩陣累加的結(jié)果，根據(jù)子矩陣在m中的位置從左至右、從上至下依次放入Hi0中的相應(yīng)位置；采用同樣計算方法計算mi、m2或m3，將所述子矩陣元素分別與矩陣Wp W2或W3的同位置元素相乘累加后，依次放入mi、m2或m3中的相應(yīng)位置；(5)采用步驟的同樣計算方法對每個成像核矩陣Hk做粗像素轉(zhuǎn)換，即計算出四個小規(guī)模矩陣HkQ、Hkl、Hk2, Hk3，其中采用的基矩陣WrQ、Wr1, Wr2, Vr3,分別是將所述步驟 (4-2)中的基矩陣V0, W” W2、V3逆時針旋轉(zhuǎn)90度得到的；(6)依次將所述矩陣mQ與Hkc^m1與Hkl、m2與Hk2、m3與Hk3卷積，將該四個卷積所得矩陣相加得到矩陣(7)對所述每一個矩陣Xk做線性插值，得到與所述矩陣m規(guī)模一致的矩陣Yk ；(8)利用所述矩陣Hk、Yk和所述系數(shù)yk，根據(jù)下列公式
權(quán)利要求
1. 一種確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法，其特征在于，包含以下步驟(1)用像素點矩陣m表示掩膜版圖形，所述矩陣m的元素對應(yīng)于所述掩膜版圖形中的像素點，各個所述元素的元素值對應(yīng)于所述像素點的透光特性，所述矩陣m的行數(shù)和列數(shù)均為N;(2)用矩陣Γ表示光刻工藝采用光源的光照強度分布，所述矩陣Γ的元素對應(yīng)于所述光源中的像素點，所述矩陣Γ各個元素的元素值對應(yīng)于該像素點的光照強度；獲取光刻系統(tǒng)所能夠承受的最大光照強度rmax，并將所述矩陣Γ中每一個元素值都除以rmax，得到矩陣Y ；(3)利用所述矩陣Y，計算得到所述光刻系統(tǒng)的成像核及其系數(shù)，所述成像核用一組矩陣Hk，k=l，2，……，1，該矩陣Hk相應(yīng)的一組系數(shù)為μ k，k= 1，2，……，1，1為成像核個數(shù)；(4)對所述像素點矩陣m做粗像素轉(zhuǎn)換，即計算出四個小規(guī)模粗像素矩陣n^mpn^n^， 其計算方法具體包括(4-1)確定粗像素轉(zhuǎn)換的比例P，P取2至10之間的正整數(shù)；(4-2)構(gòu)造四個基矩陣WQ、Wp W2、W3 (4-2-1)構(gòu)造Wtl 構(gòu)造一個矩陣&，其行數(shù)和列數(shù)均為P，其中每個元素皆取為1，然后將所述矩陣&單位化即得到矩陣Wtl ；所述單位化為將原矩陣中每個元素都平方并相加，將得到的和再開方，將所述原矩陣中每個元素除以所述開方的結(jié)果，得到新矩陣；(4-2-2)構(gòu)造W1 構(gòu)造一個矩陣S1，其行數(shù)和列數(shù)均為P，其中從第1行至第P行的元素依次取-P/2，-P/2+1，…，P/2,同一行的元素取值相同；然后將所述矩陣S1單位化即得到矩陣W1 ；(4-2-2)構(gòu)造W2 構(gòu)造一個矩陣&，其行數(shù)和列數(shù)為P，其中從第1列至第P列的元素依次取-Ρ/2，-Ρ/2+1，-,Ρ/2,同一列的元素取值相同；然后將所述矩陣&單位化即得到W2 ；(4-2-3)構(gòu)造W3 將W1和W2的同位置元素相乘，得到矩陣& ；然后將所述矩陣&單位化即得到W3;(4-3)計算矩陣H^mpmpm3，具體計算方法如下構(gòu)造一個行數(shù)和列數(shù)為Nc的矩陣mQ， 其中N。等于Ν/Ρ ；將所述步驟(1)的矩陣m從左至右、從上至下依次劃分成Ν。*Ν。個子矩陣， 子矩陣的行數(shù)和列數(shù)皆為P ；每個子矩陣的元素，都與所述矩陣Wtl同位置元素相乘，并將各元素相乘結(jié)果累加；將所述各個子矩陣累加的結(jié)果，根據(jù)子矩陣在m中的位置從左至右、從上至下依次放入Hitl中的相應(yīng)位置；采用同樣計算方法計算Hi1、m2或m3，將所述子矩陣元素分別與矩陣WpW2或W3的同位置元素相乘累加后，依次放入mi、m2或!113中的相應(yīng)位置；(5)采用步驟的同樣計算方法對每個成像核矩陣Hk做粗像素轉(zhuǎn)換，即計算出四個小規(guī)模矩陣HkQ、Hkl、Hk2, Hk3，其中采用的基矩陣WrQ、Wr1^ffr2, Vr3,分別是將所述步驟(4_2) 中的基矩陣W” W1、W2、V3逆時針旋轉(zhuǎn)90度得到的；(6)依次將所述矩陣mQ與Hkc^m1與Hkl、m2與Hk2、m3與Hk3卷積，將該四個卷積所得矩陣相加得到矩陣(7)對所述每一個矩陣Xk做線性插值，得到與所述矩陣m規(guī)模一致的矩陣Yk；(8)利用所述矩陣Hk、Yk和所述系數(shù)μk，根據(jù)下列公式
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定掩膜版經(jīng)光刻系統(tǒng)后所成像光照強度分布的方法，屬于集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，用于集成電路制造工藝中；該方法包含以下步驟用矩陣表示掩膜版圖形；用矩陣表示光刻系統(tǒng)光源的強度分布；利用所述光源強度分布矩陣，計算得到所述光刻系統(tǒng)的成像核及其系數(shù)，所述成像核用一組矩陣Hk(k＝1，2，……，l)表示，所述系數(shù)用μk(k＝1，2，……，l)表示；對于所述矩陣m做粗像素轉(zhuǎn)換；對于所述每個成像核矩陣Hk做粗像素轉(zhuǎn)換；利用所述粗像素轉(zhuǎn)換后的表示掩膜版的矩陣和表示成像核矩陣卷積，并對所述卷積結(jié)果先求和再做線性插值；利用所述線性插值后的結(jié)果，根據(jù)給出的公式計算所述掩膜版經(jīng)過光刻系統(tǒng)之后的成像光強分布。
文檔編號G03F7/20GK102207692SQ20111018874
公開日2011年10月5日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者余志平, 張進宇, 彭瑤, 王燕 申請人:清華大學(xué)